android省电开发之cpu降频
众所周知,在android系统的耗电量排行里,cpu的耗电占了比较大的一部分比例,也就是说,cpu的使用率和使用频率将直接或间接的影响电量的分配和使用,但很遗憾,android-sdk中没有为android的开发者提供类似cpu管理的功能,但是当下很多省电类应用或专业的cpu管理软件都提供了cpu的降频甚至是超频的功能,那么这样的功能是如何实现的,本文将详细说明在android环境下调整cpu频率的一些方法,仅供参考。
按照我写文章的风格,在阐述过程和结论之前,都不得不对关键性的概念做一下解释,本文也不例外。
1.CPU的工作频率
单位赫兹或者兆赫兹,具体含义不解释,说实话也不太清楚,不过可以确认一点的是,CPU的工作频率越高,耗电量越大,反之亦然。我们做这个模块省电的终极目标就是降低cpu的工作频率。
2.CPU的调控模式
英文词为:Governor,解释为调速器,控制器。大家都指导android的framework是基于linux平台的,那么cpu的管理体系这块也跟linux基本上一样,其中包括cat命令,和一些文件的读写配置都是基本上差不多的。Linux在管理CPU方面,提供了如下集中调控模式,分别为:
Governor | Select this governor if | How it works |
---|---|---|
performance | Performance is the only consideration. | Sets the CPU to run at the highest frequency (scaling_max_freq) |
powersave | Efficiency is the only consideration | Sets the CPU to run at the lowest frequency (scaling_min_freq) |
ondemand | Adaptation to the current load is the main consideration. | Checks the load regularly. When the load rises aboveup_threshold, sets the CPU to run at the highest frequency (scaling_max_freq). When the load falls below the same threshold, sets the CPU to run at the next lowest frequency. Causes less latency than the conservative governor. |
conservative | Close adaptation to the current load is the consideration. | Checks the load regularly. When the load rises aboveup_threshold, sets the CPU to run at the next highest frequency. When the load falls belowdown_threshold, sets the CPU to run at the next lowest frequency. Has more latency than the ondemand governor. |
userspace | Control by other user space program is preferred. | Sets the CPU frequency to the value specified by the user space program (through the use of thescaling_setspeed parameter). |
这个表格的出自:http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/lnxinfo/v3r0m0/index.jsp?topic=%2Fliaai%2Fcpufreq%2FTheCPUFreqGovernors.htm
按照原文给出的解释,我大概把这5种调控模式理解为一下几种观点,如有不足,还请指正!
1.performance,这个不多说,就是将cpu的工作频率调整到最大模式,让cpu充分的工作。
2.powersave,将cpu的工作频率调整到节能模式,也就是这个模式下的cpu平率是最低的。
3.ondemand,定期检查负载。当负荷超越了阈值,设置的CPU运行以最高的频率。当负载低于相同的阈值,设置的CPU运行在下一个的最低频率。导致更少的延迟比。这个理解起来可能比较困难,我用白话大概解释一下,ondemand从字面翻译是“根据需求,按照需要”,cpu在工作的时候频率会在一个最大值和最小值之间波动,当负载提高时,该调控期会自动提高cpu的频率,反之亦然。“Causes less latency than the conservative governor.”这句话的意思是,该模式跟conservative相比,会导致更少的延迟。ok,那让我们再看看conservative是如何解释的。
4.conservative,改词用来形容保守的,守旧的。该模式与ondemand的最大区别在于,conservative模式不会立刻在负载增加的情况下将cpu频率调整到最大,他会调整到比目前频率稍微大的频段去工作,保守,实在是保守!所以换来的结果是,在某种极端情况下,该模式的延迟会大于ondemand。
5.usersapce,该模式将cpu的掌控权交给了用户态,也就是交给了应用程序,应用程序可以通过配置文件的方式修改cpu的频率信息,上面3种模式好比linux已经给你定义好的4种模式,userspace好比上面4种模式无法满足我的需求,我需要自定义!(由于第四种方式需要进行大量的文件操作和配置,本文不阐述了,与省电的目标相差比较远)
ok!我们了解了这5种省电模式,那么如何查看你的android手机当前运行在哪种模式下呢?当前的cpu运行的工作频率是多少呢?最大最小频率是多少?我如何修改模式呢?
其实很简单,android的cat命令都为我们解决了这些问题,首先要强调的是,必须要获得系统的root权限,才能进行以下操作。
第一步:adb shell 进入root 命令行模式
第二步 cd /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq 进入这个目录下面
第三步 ls
第四步 你能看见很多的文件
第五步 参考下面的命令,打一遍就清楚了,不过为了给傻瓜提供更好的服务,我还是尽可能的将命令的使用和作用写的详细。
/**
* cpu cat命令大全
* cat [%cpuFreqPath%]/cpuinfo_cur_freq (当前cpu频率)
* cat [%cpuFreqPath%]/cpuinfo_max_freq (最大cpu频率)
* cat [%cpuFreqPath%]/cpuinfo_min_freq (最小cpu频率)
* cat [%cpuFreqPath%]/related_cpus (cpu数量标号,从0开始,如果是双核,结果为0,1)
* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_available_frequencies (cpu所有可用频率)
* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_available_governors (cpu所有可用调控模式)
* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_available_governors (cpu所有可用调控模式)
* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_cur_freq (?????)
* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_driver (调控驱动)
* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_governor (当前使用哪种调控模式)
* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_max_freq (?????)
* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_min_freq (?????)
* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_setspeed (?????)
* cat [%cpuFreqPath%]/cpuinfo_transition_latency (变频延迟)
*/
熟悉了这些语法和密令之后,我们就可以很轻松的明白,如何省电了,无非就是将cpu降频嘛,把当前的调控模式调整为powersave就可以了嘛,不错,但是还不完全正确。
首先我先讲一下如何通过命令行改写当前的调控模式,很简单,一句命令:
echo "你想使用的调控模式" /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
但是因为手机出场适配等问题,有些机器上是没有powersave这个模式的,对了,你一定要确认当前手机是否有powersave这个模式,具体怎么看就在我上面给的命令大全里面,自己找!在没有powersave模式的情况下,我们只好通过更狠的方法修改cpu的频率,那就是直接改写cpu的频率,命令:
echo 2331000 > cpu0/cpufreq/scaling_min_freq 设置最小的工作频率,同时也可以设置最大的工作频率。
ok!设置cpu的频率的两种方式我基本上说清楚了,本质没什么差别。那么在实际java端的开发中,我们如何使用呢?
贴贴代码吧,不做过多的解释了,相信大家多能读懂!
/*** @author matrixxu* */
public class CPUFreqSetting {/*** cpu cat命令大全* cat [%cpuFreqPath%]/cpuinfo_cur_freq (当前cpu频率)* cat [%cpuFreqPath%]/cpuinfo_max_freq (最大cpu频率)* cat [%cpuFreqPath%]/cpuinfo_min_freq (最小cpu频率)* cat [%cpuFreqPath%]/related_cpus (cpu数量标号,从0开始,如果是双核,结果为0,1)* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_available_frequencies (cpu所有可用频率)* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_available_governors (cpu所有可用调控模式)* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_available_governors (cpu所有可用调控模式)* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_cur_freq (?????)* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_driver (?????)* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_governor (?????)* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_max_freq (?????)* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_min_freq (?????)* cat [%cpuFreqPath%]/scaling_setspeed (?????)* cat [%cpuFreqPath%]/cpuinfo_transition_latency (?????)*/private final String TAG = "SetCPU";private final String cpuFreqPath = "/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq";private final static String PERFORMANCE_GOVERNOR = "performance";private final static String POWER_SAVE_GOVERNOR = "performance";private final static String ONDEMAND_GOVERNOR = "performance";private final static String CONSERVATIVE_GOVERNOR = "performance";private final static String USERSAPCE_GOVERNOR = "performance";// public void powerSaveGovernor() {
// List<String> governors = readCpuGovernors();
// if (governors.contains(object)) {
//
// }
// }/*** 获得当前CPU调控模式*/public void getCpuCurGovernor() {try {DataInputStream is = null;Process process = Runtime.getRuntime().exec("cat " + cpuFreqPath + "/scaling_governor");is = new DataInputStream(process.getInputStream());String line = is.readLine();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}/*** 重写CPU调控模式* @param governor* @return*/private boolean writeCpuGovernor(String governor) {DataOutputStream os = null;byte[] buffer = new byte[256];String command = "echo " + governor + " > " + cpuFreqPath + "/scaling_governor";Log.i(TAG, "command: " + command);try {Process process = Runtime.getRuntime().exec("su");os = new DataOutputStream(process.getOutputStream());os.writeBytes(command + "\n");os.writeBytes("exit\n");os.flush();process.waitFor();Log.i(TAG, "exit value = " + process.exitValue());} catch (IOException e) {Log.i(TAG, "writeCpuGovernor: write CPU Governor(" + governor + ") failed!");return false;} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return true;}/*** 获得CPU所有调控模式* @return*/private List<String> readCpuGovernors() {List<String> governors = new ArrayList<String>();DataInputStream is = null;try {Process process = Runtime.getRuntime().exec("cat " + cpuFreqPath + "/scaling_available_governors");is = new DataInputStream(process.getInputStream());String line = is.readLine();String[] strs = line.split(" ");for (int i = 0; i < strs.length; i++)governors.add(strs[i]);} catch (IOException e) {Log.i(TAG, "readCpuGovernors: read CPU Governors failed!");}return governors;}
}
完!
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